Er individuell kontroll den glemte jokeren?

Det er ikke noe nytt at individuell kontroll har stor betydning for brukerens fornøydhet med inneklima. Det har vært beskrevet i forskningslitteraturen siden midten av 1900-tallet.

Det krever heller ikke avansert teknologi og er ikke vanskelig å få til. Selv våre forfedre i steinalderen hadde det, der de satt rundt et bål og lå på ved når behovet meldte seg.

Likevel er det lite i dagens praksis og standarder som gjenspeiler viktigheten dette har for brukerens fornøydhet. Etter hvert som den teknologiske utviklingen har skredet frem, ser vi derimot ut til å ha gått lengre og lengre vekk fra dette konseptet.

Dagens høyteknologiske løsninger for behovsstyrt inneklima og smartbygg-teknologi fokuserer helst på avansert automasjon uten å invitere til effektiv brukermedvirkning. Dette medvirker til høy kostnad og teknologisk kompleksitet, gjerne uten å øke fornøydheten.

Gapet mellom planlagt og faktisk ytelse til våre bygg er også stor i komplekse bygninger. Hva om den ideelle løsningen er både enkel, billig og samtidig kan bidra til å redusere barrieren mellom bygg og bruker?

Innledning

En amerikansk studie med over 90 000 respondenter viste at folk er mest misfornøyde med akustisk privatliv (54 %), temperatur (39 %) og støynivå (34 %) [1]. I bygningsdesign er optimaliseringen av inneklimaparametere normalt basert på teoretiske modeller, standarder og retningslinjer for å forutsi komforten og tilfredsheten til en standardisert gruppe brukere. I praktisk drift brukes derimot helst praktiske erfaringer som utgangspunkt før det gjøres konkrete endringer i henhold til beboertilbakemeldinger for å imøtekomme soneforskjeller og individuelle forskjeller.

Tilbakemeldingene innhentes gjerne ikke systematisk, og det er gjerne en høy barriere for brukere å melde tilbake. Det blir derfor gjerne slik at de som «skriker høyest» får sine ønsker hørt, og det generelle inneklimaet tilpasses disse [2]. Termiske forhold er gjerne hovedtema for denne typen klager.

I Norge er den klassiske «Fanger teorien» for termisk komfort rådende. Denne antar at varmebalansen mellom mennesket og dets omgivelser alene avgjør komforten. Den adaptive komfortmodellen og det adaptive prinsipp er en konkurrerende modell som ser på mennesket som en aktiv del av et dynamisk system, der psykologi og forventninger også spiller en viktig rolle [3].

Her sees brukerens aktive medvirkning, eller beslutninger og handlinger, som en nødvendig del av kroppens regulatoriske system. Dermed blir målet for bygget å tilby brukeren nødvendige verktøy for å oppnå komfort, fremfor å forsøke å tilby brukeren et perfekt inneklima uten deres egen medvirkning. Men er det slik at brukeren ønsker å bruke tid og energi på å justere eget inneklima, eller vil de ha det «ferdig levert»?

På dette feltet har inneklimaforskningen lite å tilby, da dette handler mer om psykologi og forbrukeradferd enn om inneklima.

Ser vi nærmere på begrepet «termisk komfort», blir det raskt klart at dette begrepet er utilstrekkelig sett fra brukerens synsvinkel. Ser man for eksempel for seg et besøk i badstuen, kan man tenke seg at det også finnes slikt som termisk nytelse, og smerte.

Dette fenomenet er godt dokumentert i psykologien, kalt «alliesthesia», og beskriver hvordan opplevelsen av et sanseinntrykk kan få helt ulike fortegn ut ifra hva hvilken tilstand kroppen er i. Det er kroppens måte å sørge for at vi gjenoppretter en mangel eller ubalanse. Altså kan en kjølende trekk fra vinduet være deilig hvis du er for varm, men forferdelig hvis du allerede er for kald. I dette tilfellet sier det seg selv at det blir vanskelig å treffe alle byggets brukere med en og samme settpunkt-temperatur.

Dersom «komfort» ikke beskriver det vi vil oppnå godt nok, hva er da det rette begrepet? Flere argumenterer for at man bør se på brukere av bygg som «forbrukere av inneklima», og dermed trekke en parallell til forbrukerfornøydhet. «Fornøydhet» er et videre begrep enn «komfort», først og fremst fordi det handler om opplevelsen av en ytelse sett i forhold til brukerens forventninger på forhånd.

Dermed trenger ikke en bruker nødvendigvis å oppleve komfort for å være fornøyd, dersom forventningene i utgangspunktet er lave. Og mulighet for kontroll over eget inneklima påvirker brukerens forventninger.

Vi har trolig sett mange gode eksempler på dette i løpet av de siste månedene med høy strømpris i Norge, der mange har senket innetemperaturen og ofret termisk komfort for å spare lommeboken. Er det en selv som har tatt valget om å skru ned termostaten, så er det liten vits i å klage på temperaturen. De færreste klager på inneklimaet i denne situasjonen. De klager på strømprisen.

En amerikansk studie viser også denne effekten, der folk er langt mer tilgivende til temperaturer utenfor optimum i sitt eget hjem enn de er på arbeidsplassen, selv når man korrigerer for bekledning.

Kontorlandskap er i dag en vanlig løsning som mange arbeidstakere forholder seg til daglig. De representerer også en av de situasjonene der det er mest problemer med inneklima, spesielt termisk. Flere mennesker skal dele samme inneklima, men de individuelle behovene er ulike.

En vanlig konsekvens er at noen få blir kalde og melder om at de ønsker høyere temperatur. Når temperaturen så heves i hele sonen kan dette føre til at mange på den andre siden opplever tett luft. Ofte settes dermed også ventilasjonsluftmengden opp.

Høyere innetemperatur kan føre til problemer med tørr luft, konsentrasjonsvansker, høyere nivåer av VOC’er og lukt og mer støv og partikler. I dette tilfellet kan dermed behovene til noen få brukere få konsekvenser for både energibruk, samt produktivitet, komfort og helse for alle som oppholder seg i sonen.

Hellwig og Boerstra har beskrevet konseptet «Opplevd kontroll» i to nyttige artikler i REHVA tidsskriftet [5,6]. Der beskrives en rekke faktorer som påvirker den opplevde kontrollen hos brukerne. Av disse kan følgende tre sees som relevante for utforming og drift av et bygg: forventninger, begrensninger og tilbakemeldingsopplevelser. Utformingen av tekniske systemer og brukergrensesnittet til kontrollenheter som termostaters osv. bør gjøres med mål om å kommunisere realistiske forventninger, sikre enkel bruk og gi en umiddelbar og følbar respons.

Også forhold som bygningsutforming og materialitet påvirker faktisk brukernes forventninger og valg [7], og arkitekter er kjent for å legge vekt på denne typen psykologiske effekter i designfasen. Dessverre er nok ikke dette tilfellet i utforming av dagens tekniske anlegg. Her skiller bygg seg fra mange andre tekniske produkter, som gjerne er utformet med stor vekt på brukbarhet.

100 % fornøydhet med individuell kontroll

Personal Comfort Systems (PCS) er en samlebetegnelse for systemer som kjøler eller varmer individuelle brukere. Flere forskere ser på disse systemene som en viktig del av løsningen for å forbedre beboernes tilfredshet, samtidig som de kan gjøre det mulig å utvide temperaturdødbåndet og spare energi.

En gjennomgang av vitenskapelige studier på PCS-systemer [8] fant at de kan gi en temperaturkorrigerende effekt (Corrective Power - CP) på -1 - -6 °C for kjøling og 2 - 10 °C for oppvarming. I teorien vil omgivelsestemperaturen kunne senkes eller økes tilsvarende CP verdien dersom disse systemene er i bruk. Den samme studien samlet også informasjon om brukertilfredshet, som viser en imponerende økning i tilfredshet for PCS-systemene.

I svært mange av studiene var fornøydheten på 100%, også for omgivelsestemperaturer godt utenfor normale settpunkter.

Erfaringer fra forsøk med varmeplater i moderne norske kontorbygg viste at noen av brukerne, de 10-30% som var kalde, satt svært stor pris på dem [9,10].

Dersom vi ser tilbake på det tidligere nevnte scenariet fra kontorlandskap på slutten av forrige avsnitt, ser vi at situasjonen kunne vært løs annerledes ved bruk av PCS systemer. Fremfor å heve temperaturen i hele sonen for å tilfredsstille noen få, ville man kunne tilfredsstille disse personenes behov for ekstra varme lokalt og unngå ulempene ved å heve temperaturen. Eventuelt kunne man også kunne gå litt andre veien, og senke temperaturen i rommet for å oppnå en friskere inneluft, uten at folk blir kalde.

Som kjent, «Tjue er bra for hue», men ofte ikke så greit for tynne fingre som skal skrive smidig og raskt på tastaturet hele dagen. Ved hjelp av enkle og rimelige PCS løsninger kan det faktisk være mulig å kombinere disse behovene for alle personene i bygget samtidig.

Data fra bruk av PCS løsninger og andre brukerinteraksjoner kan også si oss noe om hvordan brukerne opplever inneklimaet. Potensielt kan man se for seg en løsning der man styrer innetemperaturen etter andelen varmeplater i bruk. Er mer enn 40% av varmeplatene påskrudd kan for eksempel dette være et tegn på at innetemperaturen bør økes.

Fremtidens løsning

I dagens standardverk klassifiseres inneklimakvaliteten basert på mengden friskluft eller temperaturspennet på innetemperaturen. Det finnes ingen henvisninger til betydningen av brukermedvirkning eller individuell kontroll, og dette krediteres ikke. Man kan hevde at det er en manglende forståelse i bransjen for viktigheten av individuell kontroll, og også viktigheten av forventningsstyring og brukbarhet i bygg. Trolig kan fornøydheten økes og ytelsesgapene reduseres ved å tilby flere og bedre kontrollmuligheter, sammen med informasjon og bedrede kommunikasjonsmuligheter mellom bruker og byggdrifter. Dagens standarder bør videreutvikles for å ta høyde for den økte kvaliteten som løsninger individuell kontroll tilbyr brukeren.

Sentralt styrte systemer som skal forsøke å ivareta individuelle behov i store og åpne soner medfører høyere energiforbruk, kompleksitet og kostnader. De er også utfordrende å innregulere, feilsøke og vedlikeholde, og vil derfor trolig også bidra til å øke ytelsesgapene vi allerede har.

PCS-løsninger er en god løsning for å øke fornøydheten til det begrensede antallet beboere som har spesielle behov, preferanser eller befinner seg på et sted med lavere temperatur. De er et effektivt, enkelt og rimelig alternativ for å tilby personlig kontroll og økt termisk tilfredshet til brukere av både nye og eksisterende bygg. De kan også bidra til å lempe på kravene som stilles til andre klimainstallasjoner i bygget. Dette kan igjen tillate bruk av mer miljøvennlige løsninger som utnyttelse av termisk masse, temperaturstratifisering og naturlig ventilasjon. De kan også redusere installasjonskostnadene ved å eliminere behovet for mer kompliserte og kostbare tiltak i utsatte områder, samt gi verdifulle bruksdata for systemlæring.

Referanser

[1] L.T. Graham, T. Parkinson, S. Schiavon, Where Do We Go Now? Lessons Learned from 20 Years of CBE’s Occupant Survey, 2020.

[2] N. Lassen, A study of running set-points and user IEQ satisfaction perspectives in the Norwegian commercial building stock. 39th AIVC Conf. Smart Vent, Build., 2018, pp. 180–189. www.rehva.eu.

[3] Nicol, J. F., & Humphreys, M. A. (1973). Thermal comfort as part of a self-regulating system. Building Research and Practice, 1(3), 174–179.

[4] Cheung, T., Schiavon, S., Parkinson, T., Li, P., Brager, G. (2019). Analysis of the accuracy on PMV – PPD model using the ASHRAE Global Thermal Comfort Database II. Building and Environment, 153, 205–217. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.01.055 [5] Hellwig, R., & Boerstra, A. C. (2017). Personal control over indoor climate disentangled , Part 1. REHVA Journal, June, 23–26.

[6] Boerstra, A. C., & Hellwig, R. T. (2018). Personal control over indoor climate disentangled , Part 2. August, 20–23.

[7] Hansen, A. R., Gram-Hanssen, K., & Knudsen, H. N. (2018). How building design and technologies influence heat-related habits. Building Research and Information, 46(1), 83–98. https://doi.org/10.1080/09613218.2017.1335477

[8] Zhang H, Arens E, Zhai Y. A review of the corrective power of personal comfort systems in non-neutral ambient environments. Build Environ. 2015

[9] Lassen, N. (2019). Case study of personal heaters in a Plus energy building – Simulations of potential energy savings and results from a field test. 1st Nordic Conference on Zero Emission and Plus Energy Buildings, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 352, 1–8. https://doi.org/10.1088/1755-1315/352/1/012051

[10] Lassen, N., Josefsen, T., Goia, F. (2020). Design and in-field testing of a multi-level system for continuous subjective occupant feedback on indoor climate. Building and Environment, 189 (October 2020), 1–58. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2020.107535